Читать книгу Big Ideas. Das Ökologie-Buch - John Farndon - Страница 23

TOTALE KONKURRENTEN KÖNNEN NICHT KOEXISTIEREN

DAS KONKURRENZAUSSCHLUSSPRINZIP

IM KONTEXT

SCHLÜSSELFIGUR

Georgi Gause (1910–1986)

FRÜHER

1925 Alfred James Lotka analysiert als Erster Schwankungen in Räuber-Beute-Populationen mathematisch, Vito Volterra unabhängig von ihm ein Jahr später.

1927 Volterra erweitert und erneuert seine Arbeit von 1926, um verschiedene ökologische Wechselwirkungen innerhalb von Gemeinschaften mit einzuschließen.

SPÄTER

1959 G. Evelyn Hutchinson erweitert Gauses Theorien und definiert eine Regel für die Größenverhältnisse von stark konkurrierenden Arten.

1967 Robert MacArthur und Richard Levins beschreiben mit Wahrscheinlichkeitsvarianten der Lotka-Volterra-Gleichungen Wechselwirkungen zwischen koexistierenden Arten.

Konkurrenz ist die Triebkraft der Evolution. Der Druck, trotz begrenzter Ressourcen zu überleben, führt evolutionär zu Anpassungen, die einen Überlebensvorteil bringen. Konkurrieren zwei Arten um die gleiche Ressource, wird die konkurrenzstärkere die andere verdrängen. Die konkurrenzschwächere Art wird entweder aussterben oder sich so verändern, dass sie nicht mehr konkurriert. Dieses Prinzip heißt Konkurrenzausschlussprinzip, Exklusionsprinzip oder Gause-Volterra-Gesetz.

Der russische Mikrobiologe Georgi Gause erkannte das Prinzip im Labor an Kulturen von Mikroorganismen, nicht durch Naturbeobachtungen. In der Natur, meinte er, gäbe es zu viele Variablen, um zu beurteilen, wie ökologische Mechanismen funktionieren. Seit Darwins Zeiten hatte es laut Gause wenig neue Erkenntnisse darüber gegeben, wie Arten konkurrieren; dagegen habe die experimentale Methode zu enormen Fortschritten in Disziplinen wie der Genetik geführt. Tatsächlich sieht man das Konkurrenzausschlussprinzip in der Natur selten, einfach weil der Konkurrenzschwächere meist schnell abwandert oder sich anpasst.

Wie Waldsängerarten koexistieren

Fünf Waldsängerarten können sich einen Baum teilen, weil jede Art ihre eigene Nische hat. Da die Nischen sich kaum überlappen, konkurrieren die Arten nicht.

Das Eichhörnchen ist kleiner als das Grauhörnchen und hat speziellere Ansprüche. Und es wird durch das Parapoxvirus getötet, das Grauhörnchen übertragen, ohne zu erkranken.

Konkurrenzvermeidung

Die meisten Lebewesen können mit den zum Überleben nötigen Veränderungen zurechtkommen. Im Garten lebt eine Vogelvielfalt, weil sie verschiedene Nischen besetzen. Ihre Schnäbel sind verschieden groß und unterschiedlich geformt, sodass sie verschiedene Arten von Nahrung aufnehmen können: Rotkehlchen fressen Insekten und Finken Samen. Auch der Lebensraum und die aktive Zeit variieren; eine solche Ressourcenaufteilung heißt ökologische Sonderung.

1957 stellte Robert MacArthur das Phänomen bei den nordamerikanischen Waldsängern fest. Er sah fünf Arten, jeweils mit eigener auffälliger Färbung, um Nadelbäume herumfliegen und Insekten fressen. Sie konnten in einem Habitat koexistieren, weil sie nicht im gleichen Bereich, sondern in verschiedenen Höhen oder Astabschnitten nach Nahrung suchten. So bestand keine Konkurrenz.

»Wir wollen zu diesem Zweck einen künstlichen Mikrokosmos herstellen … wir füllen ein Reagenzglas mit Nährmedium und setzen mehrere Arten von Protozoen ein, die die gleiche Nahrung konsumieren oder sich gegenseitig auffressen.«

Georgi Gause The Struggle for Existence, 1934

Ein invasiver Konkurrent

Oft wird es problematisch, wenn eine fremde Art plötzlich in ein Ökosystem gelangt. Eichhörnchen und Grauhörnchen sind ein Beispiel dafür. Grauhörnchen wurden um 1870 aus Amerika nach England eingeführt. Beide Arten konkurrieren um Nahrung und Lebensräume; das einheimische Eichhörnchen geriet unter Druck. Grauhörnchen sind im Vorteil, weil sie die Ernährung besser anpassen können. So fressen sie auch grüne Eicheln, während Eichhörnchen nur ausgereifte verdauen können. Im gleichen Waldgebiet dezimieren Grauhörnchen damit die Nahrung, bevor Eichhörnchen zu fressen beginnen. Grauhörnchen leben auch in höherer Dichte in vielfältigeren Habitaten und überleben leichter, wenn Wälder abgeholzt werden. Daher drohte das Eichhörnchen in Großbritannien auszusterben.

Typen der Konkurrenz

Das Konkurrenzausschlussprinzip betrifft zwei Haupttypen von Wettbewerb. Intraspezifische Konkurrenz findet zwischen Individuen einer Art statt, sodass nur die gesündesten oder die an die Umwelt am besten angepassten Individuen sich fortpflanzen. Bei der interspezifischen Konkurrenz kämpfen verschiedene Arten um die gleichen Ressourcen. Wichtig sind dabei »limitierende Ressourcen«, die beide Arten unbedingt benötigen und die ihre Vermehrung begrenzen. Ökologen treffen eine weitere Unterscheidung: Bei der Interferenz-Konkurrenz oder Konkurrenz durch Störung stehen Tiere direkt miteinander im Wettbewerb, etwa um Partner oder um Nahrung. Ausbeutungs-Konkurrenz verläuft indirekt: Ein Konkurrent reduziert die Ressource so stark, dass sie dem anderen fehlt; ein Beispiel dafür sind Pflanzen, die bei der Wasser- oder Nährstoffaufnahme effizienter sind als ihre Nachbarn.